33. Функциональная структура и классификация измерительных устройств.

По поводу измеряемой величины :

1. Амперметры

2. Вольтметры

3. Термометры и др.

По виду показаний :

1. Показывающие

2. Сигнализирующие

3. Регистрирующие

4. Интегрирующие (интегратор)

По принципу действия :

1. Электрические

2. Магнитоэлектрические

3. Термоэлектрические

По месту нах-ия :

1. Местные

2. Дистанционные

По условию работы :

1. Стационарные

2. Переносные

По назначению :

1. Образцовые

2. Рабочие (лабораторные и технические)

1 Хар-ки влияющие на результат измерения:

1. F.преобразования(статическая хар-ка)

2. Цена деления

3. Чувствительность

2 Хар-ки погрешности :

1. Случайная

2. Систематическая

3. Основная

4. Аддитивная

5. Гистерезиса

6. Нелинейности

7. Абсолютная

8. Относительная

9. Приведенная

3 Хар-ки чувствительности

1. Дополнительная погрешность

2. f. Влияния

4 Динамич. хар-ки :

1. ур-ние динамики

2. передат. Функция

5 Хар-ки взаимодействия с подкл. устройствами :

1. входные

2. выходные

3. импеданция (сопротивление)

Статич. хар-ка – это зависимость выходной величины от входной величины, в равнов. сост. стараются получ. ее линейно.

Погрешность g=1/2 цены деления.

Чувствительность- степень влияния входной величины на выходную.

Адитивная погрешность остается постоянной, мультипликативная погрешность увеличив. с увелич. значений измеряемой величины.

Различ. реальный и номинальный f-преобразования.

Номинальные f-преобразования соответ. данному типу прибора и указаны в паспорте. Реальные f- преобразовыния имеет конкретный прибор.

Погрешность гистерезиса обусловлена наличием в средствах измерений элементов, обладающих электрич. или магнитным гистерезисом.Выражается в несовпадении прямого и обратного ходов. Оценкой этой погрешности явл вариация:

Погрешность нелинейности обусловлена нелинейностью статистической хар-ки. Выходная величина зависит не только от выходной, но и от скорости ее изменения. Описание инерционных свойств приборов использ. динамические хар-ки.

Динамическая хар-ка представляет собой динамическое звено первого порядка

Динамические хар-ки оценивают при подаче на вход. устройства ступенч. вход. сигнала.

Нормирование осущ. на стадии приемочных испытаний. Далее через временной промежуток они должны подтверждаться. Отклонение хотя бы одной из хар-ик не допускается. Сущ. общий подход при нормировании метрологических хар-ик.

Для f-приборов задается виде уравнений или таблиц, все ост. метрологич. хар-ки устанавливаются в пределах нормы: класс точности, может выражаться относительной и приведенной погрешностей.

Если погрешность носит аддитивный хар-ер, то она нормир. абсолютной или приведенной погрешностью. Если носит мультипликативный хар-ер, то нормируется относительная погрешность.

34. Статистика и динамика аср. Способы получения уравнений динамики, линейные системы. Линеаризация характеристик реальных элементов.

АСР и ее элементы могут находиться как в равновесном, так и в неравновесном состоянии. Равновесное состояние характеризуется постоянством во времени вход. и выход. Величин. Однако в пр. работы равновесное состояние нарушается. Выход. и вход. величины начинают изменяться во времени. Такое состояние называется неравновесным.

Зависимость между вход. и выход. величинами в равновесном состоянии наз. статической хар-кой и описывается уравнением 1: y=f(x)

Зависимость между вход. и выход. величинами в неравновесном состоянии наз. динамической хар-кой и описыв. уравнением 2: y=f(x,t)

В большинстве случаев статич. хар-ка носит нелинейный хар-ер. Поэтому на практике использ. обычно линейный участок осуществляющий ее линеелизацию.

Для этого непрерывную дифференц. f разлагают в ряд Тейлора.В окресности рабочей точки А т.е.

Отбрасывая бесконечно малые величины начиная со второго порядка и приводя к соотв. значению, получаем

y=2x³ y^,=6x² k=y^,/_x=2=24

Линейное ур-ние статики АСР в общ. виде у=кх где к- коэффициент усиления или передачи.

Ур-ние динамики линейной АСР представляет собой неоднор. диффер. ур-ние с постоян. коэф.В общем виде записыв. след. образом:

(t)=

y(t)- изменение во времени выходной величины

х(t)- изменение во времени входной величины

Решить последнее ур-ние , значит найти изменения во времени у(t) при известном вход. воздействии.

Следует отметить что в автоматике не польз. абсолютными знач. величин , а их отклонениями относительно базисных. При этом под базисным понимают знач. вход. и выход. величин на момент выхождения системы в равновесное состояние:

Вопрос №35 - Классификация АСР

Автоматические системы регулирования классифицируются:

1. по принципу регулирования:

- системы, работающие по отклонению (y от y_з)

- системы, работающие по возмущению

- комбинированные системы

2. по числу регулируемых параметров:

- многомерные

- одномерные

3. по числу контуров:

- одноконтурные

- многоконтурные

4. по назначению или характеру задающего воздействия:

- система автоматической стабилизации

y_з=const

- программные системы

y_з=f (t)

Такие системы оснащены уст-вами, формирующими y_з во времени

- следящие системы

y_з=f (y₁)

Здесь y_з заранее неизвестна., но известна функциональная зависимость, связывающая его с некоторым технологическим параметром.

5. по характеру регулирующего воздействия:

- непрерывные

- позиционные

В непрерывных АСР непрерывному выходному сигналу соот. непрерывный входной сигнал на выходе из любого элемента АСР.

Позиционные АСР содержат звенья, в которых преобр. непрерывную входную и выходную величины.

Вопрос №36 – Назначение и принцип действия электросилового преобразователя

Преобразователи предназначены для приведения сигнала измерительной информации к виду, удобному для его передачи по соответствующим каналам связи.

Принцип действия электросилового преобразователя – измеряемая физическая величина x_вх воспринимается чувствительным элементом измерительного устройства 1 и преобразуется в пропорциональное ей усилие q. Это усилие через рычажную систему 3 и 4 передаточного механизма электросилового преобразователя 2 уравновешивается усилием обратной связи q_ос, развиваемым механизмом обратной связи, который состоит из постоянного магнита N-S с полюсными накладками 12 и круглой рамки 11, закрепленной на рычаге 10. При протекании выходного постоянного тока I_вых через обмотку рамки 11 возникает усилие обратной связи q_ос.

При изменении изменяемой величины, а ,следовательно, усилия q, при помощи трансформаторного (или другого) преобразователя происходит преобразование в сигнал напряжения переменного тока. Этот сигнал поступает на усилитель, служащий для усиления и преобразования ЭДС в унифицированный выходной сигнал постоянного тока I_вых, который и преобразуется в усилие q_ос.

Вопрос №37 – Милливольтметры, потенциометры – назначение, принцип действия.

Для измерения термоЭДС в термоэлектрических термометрах используются различные приборы, например милливольтметры и потенциометры. Принцип действия милливольтметров основан на взаимодействии проводника (рамки), по которому протекает электрический ток, и магнитного поля постоянного магнита. Рамка 1 помещается в магнитное поле постоянного магнита 3, при этом рамка имеет возможность поворачиваться на некоторый угол, для чего она крепится с помощью специальных подпятников. Для формирования равномерного магнитного потока служит сердечник 4. При прохождении тока в рамке возникают 2 силы, направленные в разные стороны и стремящиеся повернуть рамку вокруг оси. Противодействующий момент создается спиральными пружина­ми 2 (нижняя не показана), кото­рые также служат для подвода термоЭДС к рамке.

В основе работы потенциометров лежит нулевой метод измерения ЭДС. При этом измеряемая ЭДС уравновешивается( компенсируется ) с помощью известного падения напряжения, а результирующий эффект измеряемой и известной ЭДС, подаваемый на измерительный прибор, доводится до нуля.